JP6731634B2

JP6731634B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

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Publication number: JP6731634B2
Application number: JP2016046889A
Authority: JP
Inventors: 孝太郎峯; 野々村　勝; 勝野々村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-03-10
Also published as: JP2017162713A

Description

本発明は、処理対象物の表面をプラズマによってエッチングする装置および方法に関する。

電子部品や回路基板を製造する様々な工程において、処理室内でプラズマを発生させて、処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置が用いられている。処理室内でプラズマ放電が正常に起こっているかどうかを判断するために、特許文献１は、処理室を構成する蓋部に、電位検出用のプローブ電極を備えた放電検出センサを装着している。プローブ電極は、プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位を検出する。このとき、検出された電位が閾値を超えると、処理室内における異常放電として検出される。

特開２００９−１３５２５３号公報

しかし、上記の方法では、閾値に達しないわずかな異常放電や、漸次的に生じる異常放電を検出することは困難である。

本発明の一局面は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、さらに、前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態に応じた電位が誘起されるプローブ電極を備え、前記プローブ電極の電位を検出する放電検出センサと、前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備え、前記信号解析部は、プラズマ処理の開始後、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返すとともに、算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較し、前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する第１の異常判定機能を備え、前記ｎが１〜３であり、前記信号解析部は、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理装置に関する。
また、本発明は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、さらに、前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態を、電位として検出する放電検出センサと、前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備え、前記信号解析部は、プラズマ処理の開始後、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返すとともに、算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較し、前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する第１の異常判定機能を備え、前記ｎが１〜３であり、前記信号解析部は、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理装置に関する。

本発明の他の一局面は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態に応じた電位が誘起されるプローブ電極を備え、前記プローブ電極の電位を検出する放電検出センサと、前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、前記処理室内で前記プラズマを発生させるプラズマ発生工程と、前記プラズマ発生工程の後、前記信号解析部が、異常放電が発生したかどうかを判定する第１の異常判定工程と、を備え、前記第１の異常判定工程が、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返す工程と、算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較する工程と、前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する工程と、を備え、前記ｎが１〜３であり、前記第１の異常判定工程において、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理方法に関する。
また、本発明は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態を、電位として検出する放電検出センサと、前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、前記処理室内で前記プラズマを発生させるプラズマ発生工程と、前記プラズマ発生工程の後、前記信号解析部が、異常放電が発生したかどうかを判定する第１の異常判定工程と、を備え、前記第１の異常判定工程が、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返す工程と、算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較する工程と、前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する工程と、を備え、前記ｎが１〜３であり、前記第１の異常判定工程において、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理方法に関する。

本発明によれば、生産性を低下させることなく、わずかな異常放電を検出することができる。

本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構造を断面で示す概念図である。本発明の実施形態に係る放電検出センサを断面で示す概念図である。本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の制御部の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る放電状態監視処理のメインフローを示すフローチャートである。放電検出センサによって検出される電位変化の典型的な波形パターンを示すグラフである。放電検出センサによって検出される第１の異常放電の典型的な波形（Ｗ２）パターンを拡大して示すグラフである。放電開始波（波形Ｗ１）および第２の放電異常を示す波形Ｗ３を検出するためのアルゴリズムを説明するグラフ（ａ）および微小アーク放電を示す波形Ｗ４を検出するためのアルゴリズムを説明するグラフ（ｂ）である。本発明の実施形態に係る第１の異常放電検出処理のフローを示すフローチャートである。第２の異常放電検出処理のフローを示すフローチャートである。微小アーク放電検出処理のフローを示すフローチャートである。リトライ処理のフローを示すフローチャートである。累積プラズマ処理のフローを示すフローチャートである。メンテナンス判定処理のフローを示すフローチャートである。

特許文献１の方法は、プラズマ放電の変化を、電位の絶対値を用いて評価している。つまり、電位が所定の閾値を超えた場合に、異常放電が生じたと判断し、検出する。異常放電が検出されると、プラズマ処理を一旦、中断し、プラズマ処理条件の再設定等が行われた後、プラズマ処理が再開される。特許文献１の放電検出センサは微小な放電であっても捉えることができるが、生産性の観点から、ノイズや微小な放電は、異常放電の判断材料から外されている。つまり、閾値として、ある程度大きな値が設定されている。

しかし、このような方法で異常放電を検出する場合、プラズマ処理後の処理対象物に、異常放電に起因すると考えられるダメージが生じ得る。すなわち、閾値に達しないような微小な異常放電が、プラズマ処理に影響を与えているものと考えられる。このようなダメージは、処理対象物の性能に影響を与える。しかし、微小な放電を捉えるために閾値を小さくすることは、上記のとおり、生産性を低下させる。

そこで、本実施形態では、閾値に替えてあるいはこれに加えて、異常放電を、電位の相対的な変化率に基づいて検出する。具体的には、最新のサンプリング期間における電位の平均値と、それ以前の直近のサンプリング期間における電位の平均値とを比較して、平均値の増減率が所定の割合を超える場合に、異常放電が発生したと判断する。このように、異常放電の有無を電位の増減率によって判断することにより、微小な異常放電であっても判断材料として考慮することができる。微小な異常放電は、絶対値の大きな異常放電（例えば、上記閾値を超える異常放電）が発生する前触れである場合がある。そのため、微小な異常放電を検出することにより、大きな放電が発生する前にプラズマ処理条件を再設定等することができ、歩留まりが向上する。

（プラズマ処理装置）
プラズマ処理装置は、処理室と、処理室に設けられ、処理対象物が載置される電極部と、電極部に高周波電力を印加する高周波電源部と、を備える。処理室にプラズマ発生用ガスを供給し、電極部に第１の高周波電力を印加すると、処理室内にプラズマが発生する。発生したプラズマにより、電極部に載置された処理対象物の表面はエッチングされる。プラズマ処理装置は、さらに、処理室内で発生するプラズマ放電の状態を、電位として検出する放電検出センサと、放電検出センサで検出された電位を取得し、解析する信号解析部と、を備える。

以下、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置１００を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構造を断面で示す概念図である。

処理室１０３ａは、水平なベース部１０１と、蓋部１０２とにより構成される真空チャンバ１０３を密閉状態にすることにより形成される。蓋部１０２は、昇降手段（図示せず）によって昇降自在に配設されている。蓋部１０２が下降して、ベース部１０１の上面に当接することにより、真空チャンバ１０３は密閉状態になる。このとき、蓋部１０２とベース部１０１との間にはシール部材１０４が介在しており、これによって、処理室１０３ａの密閉状態が担保される。処理室１０３ａでは、処理対象物１０９がプラズマ処理される。ベース部１０１には開口部１０１ａ設けられており、開口部１０１ａを塞ぐように、絶縁部材１０６を介して電極部１０５が嵌め込まれている。電極部１０５の上面は、絶縁層１０７で覆われている。絶縁層１０７の上面には、処理対象物１０９を位置決めするためのガイド部材１０８が配置されている。

ベース部１０１の開口部１０１ａの周縁には、貫通孔１０１ｂが形成されている。貫通孔１０１ｂには、管路１１１が挿入されており、管路１１１には、ベントバルブ１１２、ガス供給バルブ１１３、真空バルブ１１４および真空計１１５が接続されている。ガス供給バルブ１１３および真空バルブ１１４には、さらにガス供給部１１６および真空ポンプ１１７がそれぞれ接続されている。真空バルブ１１４を開くとともに真空ポンプ１１７を稼働させることにより、処理室１０３ａ内のガスが排出されて、減圧状態になる。処理室１０３ａ内の真空度は真空計１１５によって測定される。一方、ガス供給バルブ１１３を開けると、プラズマ発生用ガスが、ガス供給部１１６から処理室１０３ａ内に供給される。ガス供給部１１６は流量調整機能を内蔵しており、処理室１０３ａ内に供給されるプラズマ発生用ガスの流量が調整される。ベントバルブ１１２を開けると、処理室１０３ａ内に大気が供給される。

電極部１０５には、整合器１１８を介して高周波電源部１１９が電気的に接続されている。一方、蓋部１０２は接地部１１０に接地されている。処理室１０３ａ内にプラズマ発生用ガスを供給するとともに高周波電源部１１９を稼働させると、電極部１０５と蓋部１０２との間に高周波電圧が印加される。これにより、処理室１０３ａ内にはプラズマが発生する。整合器１１８は、プラズマを発生させるプラズマ放電回路（図示せず）と高周波電源部１１９とのインピーダンスを整合させる。ベントバルブ１１２、ガス供給バルブ１１３、真空バルブ１１４、真空計１１５、ガス供給部１１６、真空ポンプ１１７、高周波電源部１１９は、制御部１２０内の装置制御部１２４により制御される。すなわち装置制御部１２４は、プラズマ処理動作を実行させる通常の動作制御機能を備える。制御部１２０には、表示部１３０、入力部１４０、信号記録部１５０が接続される。表示部１３０には、後述する信号解析部１２１（図３参照）による各異常判定の結果等が示される。入力部１４０には、プロセスレシピ等が入力される。信号記録部１５０は、放電検出センサ１６０により検出された電位の変化を、デジタル信号として記録する。放電検出センサ１６０は、蓋部１０２に設けられた開口部１０２ａを覆うように固定されている。

（放電検出センサ）
放電検出センサ１６０を、図２を参照しながら説明する。
放電検出センサ１６０は、誘電体部材１６１およびプローブ電極ユニット１６２を備える。放電検出センサ１６０は、支持部材１７０によって蓋部１０２の外側（処理室１０３ａとは反対側）に固定されている。誘電体部材１６１は平板状であって、一方の面は処理室１０３ａに面しており、他方の面はプローブ電極ユニット１６２を構成するプローブ電極１６２ｂに対向している。誘電体部材１６１の材質は、例えば光学的に透明なガラスである。支持部材１７０の材質は導電性であれば特に限定されず、例えば金属である。

プローブ電極ユニット１６２は、誘電体部材１６１側に配置されたプローブ電極１６２ｂと、これに対向するように配置されたシールド電極１６２ｃと、これらの間に介在するガラス板１６２ａと、で構成されている。プローブ電極１６２ｂと誘電体部材１６１とは、密着するように支持部材１７０で固定されている。プローブ電極１６２ｂは、検出導線１６２ｄを介して、信号記録部１５０に接続している。シールド電極１６２ｃは、プローブ電極ユニット１６２を外部から電気的にシールドする。プローブ電極１６２ｂおよびシールド電極１６２ｃは、例えば、ガラス板１６２ａの表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明な導電性物質をコーティングすることにより形成される。そのため、放電検出センサ１６０を介して、外部から処理室１０３ａの内部を視認することができる。

処理室１０３ａの内部でプラズマ放電が起こると、プローブ電極１６２ｂは、誘電体部材１６１、および、発生したプラズマＰと誘電体部材１６１との界面に形成されるシース（空間電荷層）Ｓを介して、プラズマＰと電気的に接続される。すなわち、誘電体部材１６１によって形成されるコンデンサＣ１と、シースＳに相当する容量を備えるコンデンサＣ２と、プラズマＰによる抵抗と、を直列に接続した電気的な回路が形成され、プローブ電極１６２ｂにはプラズマＰの状態に応じた電位が誘起される。つまり、プローブ電極１６２ｂの電位の変化は、プラズマＰの状態の変化を表している。信号記録部１５０は、検出導線１６２ｄを介して、プローブ電極１６２ｂの電位の変化を受信し、デジタル信号として一時的に記録する。一方、シールド電極１６２ｃに生じた電荷は、支持部材１７０を介して接地された蓋部１０２に逃がされるため、ノイズは低減される。

（信号記録部）
信号記録部１５０を、図３を参照しながら説明する。
信号記録部１５０は、増幅装置（ＡＭＰ１５１）とＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ１５２）とメモリ１５３とを備えている。ＡＭＰ１５１は、検出導線１６２ｄを介して伝達されるプローブ電極１６２ｂの電位変化を増幅する。Ａ／Ｄ１５２は、ＡＭＰ１５１により増幅された電位変化の信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換された電位変化を示すデジタル信号は、制御部１２０の書き込み制御に従ってメモリ１５３に一時的に記録される。メモリ１５３に一時的に記録されたデジタル信号は、制御部１２０からのクリア指令に従って消去される。

（制御部）
引き続き図３を参照しながら、制御部１２０について説明する。
制御部１２０は、信号解析部１２１、タイマＡ１２２Ａ、タイマＢ１２２Ｂ、処理時間計測部１２３および装置制御部１２４を備える。信号解析部１２１は、信号記録部１５０のメモリ１５３に記録されたデジタル信号を参照および解析して、処理室１０３ａ内におけるプラズマ放電の状態を示す指標データを抽出する。信号解析部１２１がメモリ１５３のデジタル信号を参照するインターバルは極めて短い時間であるため、指標データは、プラズマ放電の状態をほぼリアルタイムで示す。そのため、不具合発生への適切な対処方法やメンテナンスの要否をリアルタイムに判定することができる。

信号解析部１２１は、放電開始波検出部１２１１、第１の異常放電検出部１２１２、第２の異常放電検出部１２１３、微小アーク放電検出部１２１４、および、それぞれの検出部（第１の異常放電検出部１２１２を除く）に対応する複数のカウンタ（図示せず）を備える。

放電開始波検出部１２１１は、処理室１０３ａ内においてプラズマ放電が正常に開始したことを示す波形Ｗ１を検出する。第１の異常放電検出部１２１２は、処理室１０３ａ内において不正常な微小なプラズマ放電（第１の異常放電）が発生していることを示す波形Ｗ２を検出する。第２の異常放電検出部１２１３は、処理室１０３ａ内において不正常なプラズマ放電（第２の異常放電）が発生していることを示す波形Ｗ３を検出する。微小アーク放電検出部１２１４は、処理室１０３ａ内において微小なアーク放電が発生していることを示す波形Ｗ４を検出する。なかでも、波形Ｗ２（第１の異常放電）を検出するアルゴリズムが、本実施形態に特徴的である。

第１の異常放電検出部１２１２を除く各検出部に対応する複数のカウンタは、波形Ｗ１、Ｗ３およびＷ４の発生頻度をそれぞれカウントして、カウント値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を算出する。カウント値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３および第１の異常放電の有無は、プラズマ放電の状態を示す指標データとなり、後述する放電状態監視機能１２４１によって、リトライ処理、累積プラズマ処理、メンテナンス判定のために参照される。なお、リトライ処理、累積プラズマ処理、メンテナンス判定は、全てが実行される必要はなく、これらのうち１つ以上の処理が実行される。

タイマＡ１２２Ａには初期監視期間Ｔａが予め設定されており、タイマＢ１２２Ｂには設定処理期間Ｔｂが予め設定されている。初期監視期間Ｔａは、高周波電源部１１９が作動した後（ＯＮ状態）、処理室１０３ａ内でプラズマ放電が正常に開始されたか否かを判定するための監視期間である。設定処理期間Ｔｂは、処理対象物に応じて設定されるプラズマ処理の継続期間である。処理時間計測部１２３は、実際にプラズマ処理が実行された実時間を計測する機能を有しており、高周波電源部１１９がＯＮされると計時を開始し、高周波電源部１１９がＯＦＦされると計時を終了もしくは中断する。

（制御装置部）
さらに図３を参照しながら、装置制御部１２４について説明する。
装置制御部１２４は、放電状態監視機能１２４１、処理履歴記憶部１２４２、リトライ機能１２４３、累積プラズマ処理機能１２４４、メンテナンス判定機能１２４５を備えている。すなわち、装置制御部１２４は、上記した通常の動作制御機能に加えて、信号解析部１２１によって抽出された指標データを監視して、処理室１０３ａ内のプラズマ放電の状態を判定し、当該プラズマ処理の再設定を行う。指標データの監視は、放電状態監視機能１２４１によって実行される。プラズマ放電の状態の判定およびプラズマ処理の再設定は、リトライ機能１２４３、累積プラズマ処理機能１２４４およびメンテナンス判定機能１２４５によって実行される。

処理履歴記憶部１２４２は、メモリ１５３に一時的に記録された信号データや、カウント値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３などの指標データを、当該プラズマ処理装置１００による処理履歴データとして記憶する。これにより、当該プラズマ装置１００によって処理が行われた処理対象物１０９について、詳細な処理履歴データを取得することができ、品質管理や生産管理のためのトレーサビリティが確保される。

（放電状態監視処理）
以下、図４を参照しながら、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００を用いた放電状態監視処理について説明する。図４は、放電状態監視処理のメインフローを示すフローチャートである。
まず、放電状態監視処理の開始に先立って、初期監視期間Ｔａおよび設定処理期間Ｔｂがそれぞれ、タイマＡ１２２ＡまたはＢ１２２Ｂに設定（初期設定）される。次いで、カウント値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６をリセットするとともに、処理時間計測部１２３をリセットする。カウント値Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６は、メンテナンス判定機能１２４５、累積プラズマ処理機能１２４４およびリトライ機能１２４３に、それぞれ内部機能として設けられているカウンタ（図示せず）によってカウントされる値である。この後、プラズマ処理装置１００は待機状態となり、放電状態の監視処理が開始される。

放電状態の監視処理が開始されると、高周波電源部１１９（ＲＦ）がＯＮされる（プラズマ発生工程）。ＲＦのＯＮ状態が確認されると（ＳＴ１）、メモリ１５３をＯＮして書き込み可能な状態とするとともに、タイマＡ１２２Ａによる初期監視期間Ｔａの計時（ＳＴ２）と、処理時間計測部１２３による処理時間計測が開始される。その後、信号記録部１５０は、放電検出センサ１６０から受信した電位の変化に応じたデジタル信号の記録を開始する。デジタル信号は、メモリ１５３に一時的に記憶される。

続いて、信号解析部１２１によって、メモリ１５３に一時的に記憶されたデジタル信号（データ）を参照して、プラズマ放電の状態を示す指標データを抽出する以下の処理が実行される。
まず、初期監視期間Ｔａが経過するまでの間、信号解析部１２１の放電開始波検出部１２１１によって、波形Ｗ１の検出および波形Ｗ１のカウントが行われる（ＳＴ３）。波形Ｗ１の検出のアルゴリズムについては、後述する。その後、初期監視期間Ｔａの経過を確認して（ＳＴ４）、波形Ｗ１のカウント値Ｎ１が１以上であるか否かが判断される（ＳＴ５）。カウント値Ｎ１＜１である場合、プラズマ放電は正常に開始されていないと判断され、後述するリトライ処理に進む（ＳＴ２０）。

一方、カウント値Ｎ１≧１である場合、プラズマ放電が正常に開始されたと判断して、タイマＢ１２２Ｂによる設定処理期間Ｔｂの計時が開始される（ＳＴ５５）。この後、設定処理期間Ｔｂが経過する（ＳＴ８）までの間、第１の異常放電検出部１２１２による波形Ｗ２の検出（ＳＴ６１）と、第２の異常放電検出部１２１３による波形Ｗ３の検出およびカウント（ＳＴ６２）と、微小アーク放電検出部１２１４による波形Ｗ４の検出およびカウント（ＳＴ６３）と、が並行して実行される（ＳＴ６）。波形Ｗ２〜Ｗ４の検出のアルゴリズムについても、後述する。

ＳＴ６１において波形Ｗ２が検出されるか、ＳＴ６２において波形Ｗ３のカウント値Ｎ２が予め設定された規定値Ｌ２（例えば、Ｌ２＝１〜３）を超えるか、あるいは、ＳＴ６３において波形Ｗ４のカウント値Ｎ３が予め設定された規定値Ｌ３（例えば、Ｌ３＝１０〜１００）を超える場合、異常放電が許容限度以上の頻度で発生している異常状態にあると判断されて、後述する再処理（累積プラズマ処理）に進む（ＳＴ３０）。

異常状態が認められない場合、設定処理期間Ｔｂを経過していることを確認し（ＳＴ８）、メモリ１５３の書き込みをＯＦＦし、処理時間計測部１２３によって計測された処理時間を読み取るとともに、メモリ１５３に記録されたデジタル信号のデータおよび各カウント値を処理履歴記憶部１２４２にダウンロードする。次いで、メモリ１５３の記録内容がクリアされて（ＳＴ９）、信号記録部１５０は放電状態監視処理が実行される前の状態に戻る。最後に、ダウンロードされた処理時間や各データに基づき、後述するメンテナンス判定処理（ＳＴ４０）が行われる。なお、ＳＴ１からＳＴ９までは、繰り返して行われる。

次に、図５〜図７を参照しながら、波形Ｗ１〜Ｗ４を検出するためのアルゴリズムについて説明する。
図５に、放電検出センサ１６０によって検出される電位変化の典型的な波形パターンを示す。波形パターンには、プラズマ放電の開始および不正常放電（異常放電）の発生が示される。図５は、プラズマ処理装置の運転開始から運転終了に至るまでの過程において検出される複数の波形パターンを示している。図６は、第１の異常放電の典型的な波形Ｗ２を拡大して示すグラフである。図７（ａ）は、放電開始波（波形Ｗ１）および第２の放電異常を示す波形Ｗ３を検出するためのアルゴリズムを説明するグラフである。図７（ｂ）は、微小アーク放電を示す波形Ｗ４を検出するためのアルゴリズムを説明するグラフである。

（放電開始波）
初期監視期間Ｔａでは、電位が正負両側に大きく振れた後に定常値に戻る波形Ｗ１を検出する。波形Ｗ１は、高周波電源部１１９から電極部１０５への電力印加が開始され、処理室１０３ａ内にプラズマ放電が発生した際に生じる放電開始波として特有の波形パターンである。波形Ｗ１の検出は、放電開始波検出部１２１１によって行われる。放電開始波検出部１２１１は、メモリ１５３に格納された初期監視期間Ｔａにおけるデジタル信号の中で、第１の閾値Ｖ１（＋）を超えるデジタル信号を波形Ｗ１として検出する。具体的には、図７（ａ）に示すように、放電開始波検出部１２１１は、初期監視期間Ｔａにおいて、予め設定されたサンプリング時間Δｔ毎の電圧値をメモリ１５３から読み取り、ｖ（ｔ）＜Ｖ１（＋）＜ｖ（ｔ＋Δｔ）を満たすことが確認されるたびに、対応するカウンタを歩進させる。カウント結果はカウント値Ｎ１として装置制御部１２４に通知される。カウント値Ｎ１が規定値Ｌ１を下回ると判断されると、リトライ処理（ＳＴ２０）のために参照される。通常、規定値Ｌ１＝１である。

（異常放電）
初期監視期間Ｔａ経過後、設定処理期間Ｔｂの経過中においては、異常放電の有無が監視される。異常放電には、処理室１０３ａの内部状態の変化によって生じる微小な電位の変化を伴う放電（第１の異常放電）、電極部１０５上に載置された処理対象物１０９と電極部１０５との間に生じる不正常な放電（第２の異常放電）、および、微小アーク放電等があり、ここではこれらの異常放電が監視の対象となる。以下、各異常放電を検出するために、それぞれ異なるアルゴリズムを用いる場合を説明するが、これに限定されない。例えば、本実施形態の特徴である第１の異常放電を検出するためのアルゴリズムを用いて、第１の異常放電だけでなく、第２の異常放電および微小アーク放電を検出してもよい。

（第１の異常放電）
第１の異常放電とは、処理室１０３ａの内部状態の変化によって生じる微小な電位の変化を伴う放電である。処理室１０３ａの内部状態の変化は、例えば、プラズマ処理が進行することにより生じる。第１の異常放電が生じた際の波形Ｗ２は、図６に示すように、電位が正負両側に小さく振れる動きを繰り返した後、定常値に戻るパターンを描く。

波形Ｗ２の検出は、第１の異常放電検出部１２１２によって行われる。第１の異常放電検出部１２１２は、メモリ１５３に格納された設定処理期間Ｔｂにおけるデータの中で、最新のサンプリング期間Ｔｄ（＜Ｔｂ）における信号の絶対値の平均値が、それ以前の直近のサンプリング期間における信号の絶対値の平均値に対して所定の割合を超えて増減しているデータ群を、波形Ｗ２として検出する。ここで、大きな異常放電の前触れとなる微小な放電は、電位の正負両側に小さく振れる動きを繰り返す。そのため、第１の異常放電の検出では、複数のサンプリング期間Ｔｄにおけるデータ群の絶対値の平均値同士を比較する。なお、サンプリング期間Ｔｄは、放電開始波Ｗ１を検出するためのアルゴリズムで用いられたサンプリング時間Δｔと同じであってもよいし、別に設定されてもよい。

波形Ｗ２を検出する処理のフローを図８に示す。
まず、放電状態監視処理の開始に先立って、設定処理期間Ｔｂより短いサンプリング時間Ｔｄが、対応するタイマＣに設定（初期設定）される。サンプリング時間Ｔｄには、Ｎ_ｔｄ１個のデータが含まれる。Ｎ_ｔｄ１個は、例えば、１００〜５００程度である。次いで、メモリ１５３をＯＮして、読み込みおよび書き込み可能な状態とするとともに、タイマＣによる第１サンプリング時間Ｔｄ_１の計時が開始される（ＳＴ６１１）。続いて、第１サンプリング時間Ｔｄ_１の経過を確認して（ＳＴ６１２）、メモリ１５３に一時的に記憶されたデータを読み出す（ＳＴ６１３（i））。

ＳＴ６１３では、さらに、読み出されたＮ_ｔｄ１個のデータを絶対値に変換し（ＳＴ６１３（ii））、絶対値の大きい順に並び変える。絶対値の大きい方からＮ_ｔｄ２個取り除いて、ノイズを除去する（ＳＴ６１３（iii））。Ｎ_ｔｄ２個は、例えば、Ｎ_ｔｄ１個の５〜１０％程度である。次に、残りのデータ群の絶対値の第１平均値（Ｖ_ｔａｖｅ）を算出する（ＳＴ６１３（iv））。算出された第１平均値（Ｖ_ｔａｖｅ）は、メモリ１５３に書き込まれる。

第１サンプリング時間Ｔｄ_１が経過すると、タイマＣは、すぐに第２サンプリング時間Ｔｄ_２の計時を開始する。そして、第２サンプリング時間Ｔｄ_２の経過が確認されると、上記ＳＴ６１３（i）〜（iv）が再び行われ、算出された第２平均値が、メモリ１５３に書き込まれる。第２サンプリング時間Ｔｄ_２の経過以降も同様にして、順次、第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング時間Ｔｄ_Ｎまで、サンプリング時間Ｔｄごとの平均値が算出され、記録されていく。

このようにして算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング時間Ｔｄ_Ｎにおける第Ｎ平均値Ｖ_ｔａｖｅと、第Ｎ−１サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−１における第Ｎ−１平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}とを比較し、増減率が許容値Ｒより大きいか否か、すなわち、下記式（１−１）あるいは（１−２）を満たすか否かを確認する（ＳＴ６１４）。式（１−１）は、第Ｎサンプリング時間Ｔｄ_Ｎにおける平均値Ｖ_ｔａｖｅが、第Ｎ−１サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−１における平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}より増加する場合に対応し、式（１−２）は、第Ｎサンプリング時間Ｔｄ_Ｎにおける平均値Ｖ_ｔａｖｅが、第Ｎ−１サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−１における平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}より減少する場合に対応する。
式（１−１）：Ｖ_ｔａｖｅ＞Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}×Ｒ
式（１−２）：Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}＞Ｖ_ｔａｖｅ×Ｒ

そして、式（１−１）あるいは（１−２）のいずれかを満たすことが確認されると、異常放電エラー有りと判断され、図４に示すメインフローにおける累積プラズマ処理（ＳＴ３０）が行われる。許容値Ｒは、プラズマ処理条件等に応じて適宜設定でき、例えば、１〜５である。

一方、式（１−１）および（１−２）を満たさない場合、算出された第Ｎサンプリング時間Ｔｄ_Ｎにおける平均値Ｖ_ｔａｖｅと、さらに遡った第Ｎ−２サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−２における平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ２}とを比較し、増減率が許容値Ｒより大きいか否か、すなわち、下記式（２−１）あるいは（２−２）を満たすか否かを確認する（ＳＴ６１５）。式（２−１）あるいは（２−２）を満たすことが確認されると、異常放電エラー有りと判断され、図４に示すメインフローにおける累積プラズマ処理（ＳＴ３０）が行われる。
式（２−１）：Ｖ_ｔａｖｅ＞Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ２}×Ｒ
式（２−２）：Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ２}＞Ｖ_ｔａｖｅ×Ｒ

さらに、式（２−１）および（２−２）を満たさない場合、算出された第Ｎサンプリング時間Ｔｄ_ｎにおける平均値Ｖ_ｔａｖｅと、さらに遡った第Ｎ−３サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−３における平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ３}とを比較し、増減率が許容値Ｒより大きいか否か、すなわち、下記式（３−１）あるいは（３−２）を満たすか否かを確認する（ＳＴ６１６）。式（３−１）あるいは（３−２）を満たすことが確認されると、異常放電エラー有りと判断され、図４に示すメインフローにおける累積プラズマ処理（ＳＴ３０）が行われる。
式（３−１）：Ｖ_ｔａｖｅ＞Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ３}×Ｒ
式（３−２）：Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ３}＞Ｖ_ｔａｖｅ×Ｒ

一方、式（３−１）および（３−２）を満たさない場合、異常放電エラー無しと判断され、平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ２}を平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ３}、平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}を平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ２}、平均値Ｖ_ｔａｖｅを平均値Ｖ_{ｔａｖｅｏｌｄ１}にそれぞれ書き換えて（ＳＴ６１７）、タイマＣをリセットする（ＳＴ６１８）。そして、図４に示すメインフローのＳＴ８において、設定処理期間Ｔｂが経過したかどうかの確認が行われる。設定処理時間Ｔｂが経過していない場合には、再び図８に示すステップＳＴ６１２に戻り、第１の異常放電検出を引き続き行う。

なお、ここでは、電位の増減率を順次、第Ｎ−３（ｎ＝３）サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−３にまで遡って比較し、増減率が許容値Ｒを超えた時点で、累積プラズマ処理（ＳＴ３０）に進むとしているが、これに限定されない。例えば、最新の第Ｎサンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−１におけるデータ群の平均値は、その直前の第Ｎ−１サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−１における平均値とのみ比較してもよい。ただし、複数回遡った電位の平均値と順次比較することにより、電位が徐々に増加あるいは減少するような波形Ｗ２を検出することが可能となる。また、第Ｎ−４サンプリング時間Ｔｄ_Ｎ−４以上（ｎ≧４）に遡って、順次、電位の平均値を比較してもよい。ただし、検出処理の速度等を考慮すると、比較する対象は、第Ｎ−２から第Ｎ−５サンプリング時間Ｔｄ（２≦Ｎ≦６、１≦ｎ≦５）において取得されたデータ群であるのが好ましい。さらに、後述する第２の異常放電と同様に、増減率が許容値Ｒを超える回数をカウントし、一定のカウント値を超える場合に、そのカウント値をプラズマ放電の状態を示す指標データとして、累積プラズマ処理（ＳＴ３０）のために参照してもよい。

（第２の異常放電）
第２の異常放電とは、電極部１０５上に載置された処理対象物１０９と電極部１０５との間に生じる不正常な放電であり、処理対象物１０９と絶縁層１０７との間に隙間が生じている場合などに生じる。第２の異常放電が生じた際の波形Ｗ３は、図５に示すように、波形Ｗ１と同様に電位が正負両側に大きく振れた後、定常値に戻るパターンを描く。

第２の異常放電（波形Ｗ３）の検出処理（ＳＴ６２）のフローを図９に示す。波形Ｗ３の検出処理ＳＴ６２は、第２の異常放電検出部１２１３によって行われる。第２の異常放電検出部１２１３は、メモリ１５３に格納された設定処理期間Ｔｂにおけるデジタル信号の中に、第１の閾値Ｖ１（＋）を超えるデジタル信号がある場合に、波形Ｗ３として検出する。

具体的には、第２の異常放電検出部１２１３は、設定処理期間Ｔｂにおいて、予め設定されたサンプリング時間Δｔ毎の電圧値をメモリ１５３から読み取り、ｖ（ｔ）＜Ｖ１（＋）＜ｖ（ｔ＋Δｔ）（図７（ａ）参照）を満たすか否かを確認する。上記式を満たす場合、対応するカウンタのカウント値Ｎ２に１を加算する更新処理が行われる（ＳＴ６２１）。更新されたカウント値Ｎ２が規定値Ｌ２以上の場合、異常放電エラー有りと判断され、図４に示すメインフローの累積プラズマ処理（ＳＴ３０）が行われる。一方、カウント値Ｎ２が規定値Ｌ２より小さい場合、異常放電エラー無しと判断され、図４に示すメインフローのステップＳＴ８において、設定処理期間Ｔｂが経過したかどうかの確認が行われる。設定処理時間Ｔｂが経過していない場合には、再び図４に示すステップＳＴ６２に戻り、第２の異常放電検出を引き続き行う。

（微小アーク放電）
微小アーク放電とは、処理室１０３ａ内において電極部１０５等の高周波電圧が印加される部分と、接地されたベース部１０１との間に生じる微小な放電である。微小アーク放電は、ベース部１０１の開口部１０１ａ、ガイド部材１０８等の絶縁性が低下することにより生じる。絶縁性の低下は、プラズマ処理によって発生した異物が付着し、堆積することによって生じる。特に、ガイド部材１０８の側面や開口部１０１ａの内側面等、プラズマによる付着異物の再除去効果が及びにくい部分には、プラズマ処理によって処理対象物１０９から除去された樹脂や金属の微細粒子が付着し、堆積しやすい。その結果、これらの部位の絶縁性が低下して、接地されたベース部材１との間で微小アーク放電が発生する。微小アーク放電が生じた際の波形Ｗ４は、図５に示すように、電位が負側（放電特性によっては正側）に小さく振れた後、定常値に戻るパターンを描く。

微小アーク放電（波形Ｗ４）の検出処理（ＳＴ６３）のフローを図１０に示す。微小アーク放電は、微小アーク放電検出部１２１４によって検出される。微小アーク放電検出部１２１４は、メモリ１５３に格納された設定処理期間Ｔｂにおけるデジタル信号の中に、第１の閾値Ｖ１（＋）よりも小さい絶対値で負電圧側に設定される第２の閾値Ｖ２（−）より小さいデジタル信号がある場合に、波形Ｗ４として検出する。

具体的には、微小アーク放電検出部１２１４は、設定処理期間Ｔｂにおいて、予め設定されたサンプリング時間Δｔ毎の電圧値をメモリ１５３から読み取り、ｖ（ｔ）＞Ｖ２（−）＞ｖ（ｔ＋Δｔ）（図７（ｂ）参照）を満たすか否かを確認する。上記式を満たすことが確認されると、対応するカウンタのカウント値Ｎ３に１を加算する更新処理が行われる（ＳＴ６３１）。更新されたカウント値Ｎ３が規定値Ｌ３以上の場合、異常放電エラー有りと判断され、図４に示すメインフローの累積プラズマ処理（ＳＴ３０）が行われる。一方、カウント値Ｎ３が規定値Ｌ３より小さい場合、異常放電エラー無しと判断され、図４に示すメインフローのステップＳＴ８において、設定処理期間Ｔｂが経過したかどうかの確認が行われる。設定処理時間Ｔｂが経過していない場合には、再び図４に示すステップＳＴ６３に戻り、微小アーク放電検出を引き続き行う。

ここで、第１の閾値Ｖ１の絶対値は、第２の閾値Ｖ２の絶対値よりも大きい。そのため、微小アーク放電検出部１２１４では、微小アーク放電に伴う波形Ｗ４だけでなく、第２の異常放電に伴う波形Ｗ３も併せて検出される。しかし、波形Ｗ３は設定処理期間Ｔｂ内で数回程度の検出頻度で生じるのに対し、波形Ｗ４は１秒あたり１００回程度の検出頻度で生じる。したがって、微小アーク放電検出部１２１４により波形Ｗ３が混在して検出されても、波形Ｗ４の検出頻度は大きく影響されず、実際上の問題となることはない。言い換えれば、波形Ｗ４の検出の際に、波形Ｗ３を区別しない単純なアルゴリズムを用いるため、波形Ｗ４の検出処理に要する時間が短くなって、リアルタイムで波形を検出することが可能となる。

（リトライ処理）
リトライ処理（ＳＴ２０）について、図１１を参照しながら説明する。リトライ処理は、プラズマ放電が正常に開始しない場合（通常、波形Ｗ１が１回以上カウントされない（Ｎ１＝０）場合）に行われる処理であり、リトライ機能１２４３によって、放電開始動作を反復実行するか否かが判定される。

リトライ処理では、ＲＦを一旦ＯＦＦにした後（ＳＴ２１）、リトライ判定回数のカウント値Ｎ５に１を加算する更新処理が行われる（ＳＴ２２）。次いで、カウント値Ｎ５が、予め設定された上限値Ｌ５を超えているか否かが判断される（ＳＴ２３）。上限値Ｌ５は、例えば１〜５回の範囲内で適宜設定される。カウント値Ｎ５が上限値Ｌ５を超えていない場合、カウント値Ｎ１および処理時間計測部１２３をリセットする（ＳＴ２４）。その後、再度、ＲＦをＯＮにし（ＳＴ２５）、メインフローの（１）に復帰して、以降の処理を実行する。

一方、カウント値Ｎ５が上限値Ｌ５を超えている場合、異常放電状態であると判断する。この場合、メモリ１５３に記録されたデジタル信号のデータやカウント値Ｎ１などを履歴データとして処理履歴記憶部１２４２に保存する（ＳＴ２６）。次いで、メモリ１５３の記憶内容をクリアした後（ＳＴ２７）、例えば表示部１３０に、無放電エラーを表示する（ＳＴ２８）。このエラー表示を確認したオペレータは、当該プラズマ処理装置１００に対して、必要な処置を行う。

（累積プラズマ処理）
再処理（累積プラズマ処理）について、図１２を参照しながら説明する。累積プラズマ処理は、プラズマ放電が正常に開始された後、異常放電が検出された場合に行われる処理であり、累積プラズマ処理機能１２４４によって、同一の処理対象物１０９に対するプラズマ処理を再開するか否かが判定される。

累積プラズマ処理では、ＲＦを一旦ＯＦＦにした後（ＳＴ３１）、累積プラズマ判定回数のカウント値Ｎ６に１を加算する更新処理が行われる（ＳＴ３２）。次いで、カウント値Ｎ６が、予め設定された上限値Ｌ６を超えているか否かが判断される（ＳＴ３３）。上限値Ｌ６は、例えば１〜５回の範囲内で適宜設定される。カウント値Ｎ６が上限値Ｌ６を超えていない場合、カウント値Ｎ２およびＮ３をリセットした後（ＳＴ３４）、設定処理期間Ｔｂを再設定する（ＳＴ３５）。ＳＴ３５では、処理時間計測部１２３に記録されている処理時間と既設定の設定処理期間Ｔｂとから、当該処理対象物１０９に対する未処理時間を算出し、この未処理時間に基づいて設定処理期間Ｔｂが新たに設定される。その後、再度、ＲＦをＯＮにし（ＳＴ３６）、メインフローの（１）に復帰して、以降の処理を実行する。これにより、予め設定された適正な処理時間が確保される。なお、設定処理期間Ｔｂの再設定（ＳＴ３５）は任意のステップであり、ステップＳＴ３５を行うか否かの基準を予め設定しておいてもよい。例えば、処理時間を厳密に指定する必要がある場合、設定処理期間Ｔｂの再設定を行い、実質的な処理時間が長くなっても品質に影響がない場合には、設定処理期間Ｔｂを再設定しなくてもよい。

一方、カウント値Ｎ６が上限値Ｌ６を超えている場合、異常放電状態であると判断する。この場合、メモリ１５３に記録されたデジタル信号のデータやカウント値Ｎ２およびＮ３などを履歴データとして処理履歴記憶部１２４２に保存する（ＳＴ３７）。次いで、メモリ１５３の記憶内容をクリアした後（ＳＴ３８）、例えば表示部１３０に、異常放電警告を表示する（ＳＴ３９）。この異常放電警告を確認したオペレータは、当該プラズマ処理装置に対して、必要な処置を行う。

（メンテナンス判定処理）
メンテナンス判定処理（ＳＴ４０）について、図１３を参照しながら説明する。メンテナンス判定処理では、メンテナンス判定機能１２４５によって、処理室１０３ａ内の異物の付着および堆積に対する対策の要否が判定される。

メンテナンス判定処理では、まず、微小アーク放電の発生回数を示すカウント値Ｎ３を、設定処理期間Ｔｂで除して、単位時間あたりの微小アーク放電の発生頻度（カウント値Ｎ４）を演算する（ＳＴ４１）。次に、演算されたカウント値Ｎ４を、予め定められた上限値Ｌ４と比較することにより、メンテナンスの要否を判断する（ＳＴ４２）。上限値Ｌ４は、例えば１００／秒程度である。カウント値Ｎ４が上限値Ｌ４を超えている場合、例えば表示部１３０に、処理室１０３ａの内部の清掃や蓋部１０２の交換など、異物の付着および堆積に対する対策が必要である旨を示すメンテナンス警告を表示する（ＳＴ４３）。このメンテナンス警告を確認したオペレータは、当該プラズマ処理装置に対して、メンテナンスを行う。

本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法によれば、プラズマ放電のわずかな異常を検出することができるため、基板などを処理対象物とするプラズマクリーニング等に特に有用である。

１００：プラズマ処理装置
１０１：ベース部
１０１ａ：開口部
１０１ｂ：貫通孔
１０２：蓋部
１０２ａ：開口部
１０３：真空チャンバ
１０３ａ：処理室
１０４：シール部材
１０５：電極部
１０６：絶縁部材
１０７：絶縁層
１０８：ガイド部材
１０９：処理対象物
１１０：接地部
１１１：管路
１１２：ベントバルブ
１１３：ガス供給バルブ
１１４：真空バルブ
１１５：真空計
１１６：ガス供給部
１１７：真空ポンプ
１１８：整合器
１１９：高周波電源部
１２０：制御部
１２１：信号解析部
１２１１：放電開始波検出部
１２１２：第１の異常放電検出部
１２１３：第２の異常放電検出部
１２１４：微小アーク放電検出部
１２２Ａ：タイマＡ
１２２Ｂ：タイマＢ
１２３：処理時間計測部
１２４：装置制御部
１２４１：放電状態監視機能
１２４２：処理履歴記憶部
１２４３：リトライ機能
１２４４：累積プラズマ処理機能
１２４５：メンテナンス判定機能
１３０：表示部
１４０：入力部
１５０：信号記録部
１５１：ＡＭＰ
１５２：Ａ／Ｄ
１５３：メモリ
１６０：放電検出センサ
１６１：誘電体部材
１６２：プローブ電極ユニット
１６２ａ：ガラス板、１６２ｂ：プローブ電極、１６２ｃ：シールド電極
１７０：支持部材

Claims

処理室と、
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、
前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、
さらに、
前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態に応じた電位が誘起されるプローブ電極を備え、前記プローブ電極の電位を検出する放電検出センサと、
前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備え、
前記信号解析部は、
プラズマ処理の開始後、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返すとともに、
算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較し、
前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する第１の異常判定機能を備え、
前記ｎが１〜３であり、
前記信号解析部は、
前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理装置。
前記信号解析部は、さらに、前記電位の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する第２の異常判定機能を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
処理室と、
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、
前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、
さらに、
前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態を、電位として検出する放電検出センサと、
前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備え、
前記信号解析部は、
プラズマ処理の開始後、所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返すとともに、
算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較し、
前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する第１の異常判定機能を備え、
前記ｎが１〜３であり、
前記信号解析部は、
前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理装置。
処理室と、
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、
前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態に応じた電位が誘起されるプローブ電極を備え、前記プローブ電極の電位を検出する放電検出センサと、
前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、
前記処理室内で前記プラズマを発生させるプラズマ発生工程と、
前記プラズマ発生工程の後、前記信号解析部が、異常放電が発生したかどうかを判定する第１の異常判定工程と、を備え、
前記第１の異常判定工程が、
所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返す工程と、
算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較する工程と、
前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する工程と、を備え、
前記ｎが１〜３であり、
前記第１の異常判定工程において、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理方法。
前記プラズマ発生工程の後、前記信号解析部が、前記電位の絶対値が所定の閾値を超えた場合に異常放電が発生したと判断する、第２の異常判定工程を備える、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
処理室と、
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、
前記処理室内で発生するプラズマ放電の状態を、電位として検出する放電検出センサと、
前記放電検出センサで検出された前記電位を信号として取得し、解析する信号解析部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、
前記処理室内で前記プラズマを発生させるプラズマ発生工程と、
前記プラズマ発生工程の後、前記信号解析部が、異常放電が発生したかどうかを判定する第１の異常判定工程と、を備え、
前記第１の異常判定工程が、
所定のサンプリング期間内における前記信号の絶対値の平均値を算出し、記憶するステップを順次繰り返す工程と、
算出された最新の第Ｎ（Ｎ≧２）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ平均値と、前記第Ｎサンプリング期間以前の直近の第Ｎ−ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）サンプリング期間の前記絶対値の第Ｎ−ｎ平均値と、を比較する工程と、
前記第Ｎ−ｎ平均値に対する前記第Ｎ平均値の増減率が所定の割合を超えた場合に、異常放電が発生したと判断する工程と、を備え
前記ｎが１〜３であり、
前記第１の異常判定工程において、前記第Ｎ平均値と、第Ｎ−１平均値、第Ｎ−２平均値および第Ｎ−３平均値とを、順次比較する、プラズマ処理方法。